1.Виды и технология производства шурупов.

Слово шуруп происходит от немецкого Schraube – винт, ввертываемый в дерево или другой мягкий материал, в котором шуруп сам формирует резьбу путем деформации материала.

Возможность ввертывания в какой–либо материал шуруп получает за счет резьбы, которая выполняется на стержне шурупа. Резьба шурупа отличается от резьбы винтов и болтов, ввертываемых в металл. Она более высокая и имеет больший шаг нарезки. Резьбовой участок шурупа имеет коническую форму, сужающуюся к концу шурупа. Резьба может быть нарезана либо по всей длине, либо только на части шурупа. Размеры шурупов также разнообразны в зависимости от задач, которые решаются с их помощью.

Так, совсем небольшой по размеру шурупчик, в простонародье называемый «клопом», имеет длину 8 мм, а диаметр 4 мм, служит например, для крепления шильдиков к готовым изделиям. В то же время, для крепления железнодорожных рельс к шпалам, так называемый путевой шуруп имеет длину 170 мм, а диаметр – 24мм.

Шурупы имеют различные формы головок. Их форма определяется требованиями к монтируемой конструкции, условиями монтажа и внешнему виду изделия. Формы головок представлены на рис. 1.

Рис. 1. Виды головок и шлицов шурупов

1. Потайная. После установки она полностью утапливается в материале закрепляемого элемента и обеспечивает сохранение ровной поверхности.

2. Потайная двойная. Усиленная разновидность потайной головки, выдерживающая большие нагрузки при монтаже в твердые материалы как методом вкручивания, так и ударным методом

3. Потайная усеченная. Разновидность потайной головки, позволяющая более эффективно прижимать закрепляемый элемент к материалу основания за счет увеличения длины резьбы крепежного элемента и образования на головке упорной нижней площадки, поверхность которой перпендикулярна действию нагрузки на вырыв.

4. Потайная типа "рожок". Разновидность головки, обеспечивающая эффективное прижимание гипсокартона к материалу основания. Специальная выгнутая форма головки, напоминающая рожок, оптимально воспринимает нагрузку на вырыв, передаваемую на закрепленный лист гипсокартона.

5. Полукруглая головка. Эффективно удерживает закрепляемый элемент благодаря широкой несущей поверхности. Используется там, где нет необходимости сохранять ровную поверхность закрепляемого элемента.

6. Полукруглая головка с пресс - шайбой. Разновидность полукруглой головки с увеличенной несущей поверхностью и уменьшенной высотой головки. Благодаря расширенной несущей поверхности этот вид головки отлично подходит для закрепления листовых материалов.

7. Узкая цилиндрическая головка. Имеет минимальную несущую поверхность, но при монтаже полностью утапливается в закрепляемом элементе. Используется в крепежных элементах, фиксирующихся как в материале основания, так и в закрепляемом элементе с помощью резьбы, которая и выполняет основную функцию закрепления.

8. Трапециевидная головка. Имеет увеличенную несущую поверхность, на внутренней стороне имеются стопорные насечки.

9. Шестигранная головка. Одна из самых старых форм головок крепежных элементов, стандартизированная под соответствующие размеры ключей. Сегодня для монтажа шестигранных головок с помощью электроинструмента используются специальные шестигранные насадки.

10. Шестигранная головка с пресс - шайбой. Имеет те же функции, что и простая шестигранная, но имеет несколько большую несущую поверхность.

Для того, чтобы шурупы можно было ввинчивать в конструкции с помощью инструментов, например, отверткой или шестигранником, в головке шурупа формируют шлицы. Шлицы могут быть:

• Прямой

• Крестообразный

• Комбинированный

• Шестиконечная звезда

• Внутренний шестигранник

Технология изготовления.

Традиционным материалом для изготовления шурупов является сталь СТ 08 КП или СТ 10 КП. Первый этап – формирование болванки (основы) под шуруп. На этом этапе, на автомате подобном гвоздильному, формируют головку шурупа, его наконечник, длину. Диаметр шурупа определяется диаметром используемой проволоки.

Второй этап изготовления шурупа сводится к нарезанию резьбы на стержне шурупа. Нарезание резьбы производится на специальных автоматах. В них болванки шурупов засыпаются в бункер. Из бункера с помощью вибрационного транспортера и анкерного механизма болванки поштучно поступают в зону нарезки резьбы. При этом они строго ориентированы по отношению к рабочим элементам. Рабочими элементами являются плоские плашки. Они перемещаются навстречу и параллельно друг другу и перпендикулярно оси шурупа, при этом плашки плотно прижимаются к стержню шурупа. Плашки изготавливаются по основным параметрам резьб шурупов. В России в соответствии с метрическими размерами. Зарубежные производители могут использовать плашки для нарезания дюймовых резьб на шурупах. Вариант кинематической схемы изготовления шурупов представлен на рис. 2.

Рис. 2. Вариант кинематической схемы изготовления шурупов

По такой схеме изготавливаются шурупы до диаметра 10-12 мм. Свыше этих диаметров шурупы, как правило, изготавливаются методом горячей штамповки. Пример тому – путевой шуруп, диаметр которого – 24 мм, а длина – 170 мм.

Дальнейшим развитием технологии изготовления шурупов является технология изготовления саморезов.

Саморез вполне справедливо получил свое название, так как способен нарезать резьбу не только в мягких материалах типа дерева или пластика, но и в металле или бетоне. Способность самореза нарезать резьбу достигается тем, что его поверхность подвергается термической обработке (закалке). К тому же, для того что бы саморез оптимально вворачивался в скрепляемые конструкции, его окончание часто выполнено в виде сверла. Это сверло при вворачивании самореза просверливает отверстие именно того диаметра, которое требуется. Сверло формируется на конце самореза на первом этапе изготовления, одновременно с формированием головки и стержня самореза – т. е. его болванки (заготовки).

На втором этапе изготовления на саморезе формируется резьба так же как и на шурупе. Следующий шаг в технологии производства – поверхностная закалка уже готового самореза. Этот этап очень ответственен. Требуется высоко стабильные характеристики стали, из которой изготавливается саморез, и не менее точные и стабильные приемы закалки для данной стали. Даже при наличии первоклассного оборудования и технологий, в России не всегда удается производить качественные саморезы из за отсутствия сырья со стабильными характеристиками.

Закаливают саморезы до твердости не менее 55 ед. по HRC (по Роквэллу).

Заключительным этапом производства саморезов является их защита от коррозии. Самыми распространенными способами являются:

• Фосфатирование

• Оксидирование

• Гальваническое цинкование белым или желтым цинком.

Формирование

болванки

Нарезание резьбы на стержне шурупа

Формирование сверла на конце шурупа

Поверхностная закалка

Защита от коррозии

2. Методы контроля

2.1. Размеры и расположение поверхностей изделий должны контролироваться универсальными измерительными инструментами, предельными калибрами, шаблонами, контрольными матрицами и другими средствами, аттестованными совместно с методиками измерения в порядке, установленном ГОСТ 8.010*.

При контроле размеров изделий допуски и предельные отклонения, заданные с точностью до 0,001 мм, должны округляться до 0,01 мм.

Размеры, не ограниченные предельными отклонениями, не контролируются. Выполнение их должно гарантироваться технологическим процессом изготовления.

2.2. Размеры резьбы должны проверяться предельными калибрами по ГОСТ 24997 .

Допускается навинчивание (ввинчивание) калибра НЕ до прохождения;

отверстия под шплинт на стержневых изделиях;

концевых витков неполного профиля;

прорезей в прорезных и корончатых гайках.

Допускается навинчивание (ввинчивание) калибра ПР динамометрическим ключом с моментом, равным 0,06 d в Н × м.

2.3. Размер под ключ и диаметр описанной окружности шестигранника и квадрата, а также диаметра цилиндрической головки винта контролируют в средней (по высоте) части гайки или

2.4. Высота потайной головки измеряется при помощи приспособления, показанного на черт. 1.

При этом размеры скобы и втулки должны соответствовать крепежному изделию с номинальным размером d , углом а и максимальным размером k .

Диаметр отверстия контрольной втулки должен приниматься по 2-му ряду ГОСТ 11284.

Допускаются другие методы контроля.

2.5. Глубина и ширина прямого шлица в изделиях должны измеряться по оси стержня, при этом ширина шлица определяется у его основания.

2.6. Проверка крестообразных шлицев - по ГОСТ 10753 .

2.7. Длина болта, винта, шпильки при косом срезе торца стержня должна проверяться по длинной стороне стержня.

2.8. Отклонение от симметричности L ¢ _s шестигранных и квадратных головок относительно оси стержня, отклонение от соосности L ¢ _k круглых головок относительно стержня, отклонение от симметричности L ¢ _s шестигранника и квадрата относительно оси отверстия в гайке и отклонение от соосности L ¢ _k наружного цилиндра относительно отверстия в круглой гайке в соответствии с черт. 2 должны определяться по формуле

L ¢ _s ( L ¢ _k ) = f₁ - f₂.

1 - втулка калибра; 2 - скоба калибра или индикатор

Черт. 1

Черт. 2

2.9. Отклонение от перпендикулярности опорной поверхности головки болта или винта относительно оси стержня проверяют щупом, измеряя просвет между опорной поверхностью головки и торцовой поверхностью контрольной матрицы. При этом диаметр отверстия в контрольной матрице должен быть выполнен с полем допуска D 11, а высота матрицы должна быть не менее двух диаметров стержня изделия.

Отклонение от перпендикулярности опорных поверхностей гайки относительно оси резьбы проверяют щупом, измеряя просвет между каждой опорной поверхностью гайки и торцом контрольного кольца, навинченных на резьбовую оправку до соприкосновения между собой. Точность резьбы контрольного кольца и оправки должна соответствовать точности резьбы проверяемого изделия.

Допускается проверка отклонения перпендикулярности опорных поверхностей изделий по величине торцового биения с измерением индикаторными приборами.

2,9а. Отклонение от перпендикулярности граней шестигранника и квадрата гайки относительно опорной поверхности проверяют угловым шаблоном.

Допускается проверка перпендикулярности граней контролем индикаторными приборами

2.10. Отклонение от симметричности L ¢ _s шлица или шестигранного углубления (внутреннего шестигранника) относительно оси стержня в соответствии с черт. 3 должно определяться по формуле

L ¢ _s = f₁ - f₂

Черт. 3

3.11. Отклонение симметричности прорезей в корончатых и прорезных гайках относительно оси резьбы проверяют калибром (черт. 4), резьба которого должна быть выполнена по размерам калибра ПР проверяемой гайки, а диаметр штифта равен условному диаметру шплинта.

Черт. 4

Форма основания прорезей не контролируется

Ширина прорези калибра должна быть равна диаметру штифта плюс допуск симметричности

2.12. Отклонение прямолинейности шпилек и стержней болтов и винтов проверяют косвенно, по свободному вхождению стержня в контрольную матрицу и повороту в ней изделия вокруг оси на один оборот. Отверстие в матрице должно быть выполнено по первому ряду ГОСТ 11284 для болтов, винтов и шпилек классов точности А и В и по второму ряду для болтов класса точности С; глубина (длина) отверстия в матрице должна быть не менее длины стержня проверяемого изделия.

Допускается проверять отклонение прямолинейности стержня прокаткой его через щель, длина которой не менее длины стержня, а ширина (высота) равна диаметру отверстия в контрольной матрице.